关键字 |
| 电能质量、事实技术、分布式功率流控制器(DPFC)、总谐波失真。 |
介绍 |
| 随着非线性和电子交换设备在配电系统中的应用和产业,电能质量(PQ)问题,如谐波、闪变、和不平衡已经成为严重的问题。此外,在输电线路雷击,切换电容器银行和各种网络故障也会导致PQ问题,如瞬变电压凹陷/膨胀和中断。另一方面,增加敏感负载涉及数字电子技术和复杂的过程控制器需要一个纯正弦电源电压为适当的加载操作。为了满足PQ标准限制,可能需要包括某种形式的补偿。现代形式的解决方案可以找到主动整改或主动过滤。一个并联型有源电力滤波器适用于抑制消极的负载影响供应网络,但如果有电源电压的不完美,串联型有源电力滤波器可能需要提供完整的补偿。我们也有补偿技术,如利用变压器、并联电容器等。 |
| 近年来,基于柔性交流输电系统解决方案(事实)出现。配电系统中的应用程序的事实概念导致了新一代的补偿装置。目前,分布式功率流控制器(DPFC) Fig.是最有力的事实所示装置,可同时控制系统的所有参数:凹陷、膨胀,闪烁和母线电压。它类似于统一潮流控制器(UPFC)。UPFC的结合是一个静态同步补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC),这是通过一个共同的直流耦合链接,允许双向流系列之间的有功功率输出终端的SSSC和STATCOM的并联输出终端。统一电能质量调节器(UPQC)补偿器似乎是一个特别有前途的电力空调设备。这个设备是构成系列和并联单元,与常见的直流电源可以交换部分。它的功能是提高当前的质量水平吸收电源和负载电源电压。安装投资相对于电能质量水平也相当高。一个解决方案,也有类似的性能和优势,但也使降低成本成为可能,是MC-DPFC求婚。 |
| DPFC UPFC的前进。DPFC能够控制所有的系统参数。DPFC消除了常见的直流并联和系列转换器之间的联系。有功功率交换之间的并联和串联变换器是通过输电线路的三次谐波的频率。 |
| 与UPFC, DPFC有两个主要优势:1)低成本由于低压隔离和低组件系列的评级转换器和2)高可靠性的冗余系列转换器。在本文中,我们修改DPFC至于多食动物的邻边。主要优势是我们可以使用DPFC为两个或两个以上的权力后代不增加经济和马克斯纯正弦波输出。 |
DPFC原则 |
| DPFC由并联和串联一个转换器。并联变换器作为STATCOM相似,而该系列转换器采用D-FACTS概念,这是使用多个单相转换器,而不是一个大额定转换器。DPFC中的每个转换器是独立的,有自己的dc电容器提供所需的直流电压。DPFC图2所示的配置,除了关键部件,即分流和系列转换器,DPFC还要求一个高通滤波器并联连接在另一边的输电线路,和两个Y-Δ变压器的每一方。独特的UPFC的控制能力是由背靠背连接分流和系列之间的转换器,它允许自由交换的有功功率。确保DPFC UPFC的控制能力一样,这种方法允许与消除直流转换器之间的有功功率交换链接是先决条件。DPFC内,都有一个共同的交流终端之间的连接分流和系列转换器,输电线路。因此,它是可能的交换有功功率通过交流终端的转换器。该方法是基于非正弦的权力理论组件。 |
| 根据傅里叶分析,可以表示一个非正弦电压和电流的总和与不同的振幅在不同频率正弦函数。这所带来的有功功率非正弦电压和电流的平均值被定义为电压和电流的乘积。因为所有的外积的积分与不同频率为零,有功功率可以表达的 |
 |
| DPFC运用这个方法,并联变换器可以从电网吸收有功功率的基本频率和注入电流回电网谐波频率。该谐波电流将流过输电线。根据所需的有功功率的基本频率,DPFC系列转换器产生的电压谐波频率,从而吸收的有功功率谐波组件。假设无损的转换器,在基本频率产生的有功功率等于电源谐波频率的吸收。为了更好的理解,图3表明之间的有功功率交流并联和DPFC系列转换器的系统。DPFC街区内的高通滤波器的基础频率成分,并允许谐波分量,从而提供一个谐波组件返回路径。分流器和转换器系列、高通滤波器和地面形成谐波电流的闭环。由于三次谐波频率成分的本质特点,选择三次谐波交换DPFC的有功功率。在三相系统中,每个阶段的第三次谐波是相同的,即被称为“零。“zerosequence谐波可以自然被Y-Δ变压器,广泛应用于电力系统电压电平变化。 Therefore, there is no extra filter required to prevent the harmonic leakage to the rest of the network. In addition, by using the third harmonic, the costly high-pass filter, as shown in Fig. 3, can be replaced by a cable that is connected between the neutral point of the Y–Δ transformer on the right side in Fig. 3 and the ground. Because the Δ winding appears open circuit to the third-harmonic current, all harmonic current will flow through the Y-winding and concentrate to the grounding cable, as shown in Fig. 4. Therefore, the large-size high-pass filter is eliminated. |
| 使用三次谐波有功功率交换的另一个优点是,Y-Δ变压器的接地方式可用于路由网状网络中的谐波电流。如果分支需要谐波电流流过,Y-Δ变压器的中性点另一边的分支将停飞,反之亦然。图6演示了一个简单的例子路由的谐波电流通过接地Y-Δ变压器。因为变压器的线没有系列转换器浮动,是开路的三次谐波分量。因此,没有三次谐波电流将流过这条线。 |
| 从理论上讲,第三、第六,ninth-harmonic频率都是零,和所有可以用来交换DPFC有功功率。众所周知,一个输电线路供电的能力取决于它的阻抗。由于输电线路阻抗电感和频率成正比,高传播频率会导致高阻抗。因此,最低的零序谐波frequency-third谐波被选中。 |
提出MC-DPFC系统 |
| 在这里我们使用了多连接动力分布式流量控制器(MC-DPFC),同时用于一个以上的母线。MC-DPFC的原理图,如图6所示。 |
| 在这里像dpfc装置系统它充当一个转换器。两只充当充当系统单相系列变频器即DVR。该系统的主要优点是不需要使用两个事实设备两母线。在低成本我们可以获得电能质量。STATCOM装置连接在推导过程中,基本上由耦合变压器,服务于电力系统之间的链接(EPS)和电压同步控制器(VSC),产生的电压波比较的一个电力系统实现无功功率的交换。STATCOM控制系统的调整在每一刻的反向电压,电流注入网络在正交网络电压,在这些条件下P = 0和Q = 0。 |
| Vs和Vi系统之间的角度是d。STATCOM的运作与d = 0时我们可以看到有功功率发送到系统设备变成了零,而无功功率主要取决于电压模块。这意味着当前操作条件经过变压器必须有一个+ / -90º相位差与换句话说,如果大于Vs Vi, STATCOM的反应将会发送到系统(电容操作),来自这个方向的电流。在相反的情况下,将从系统吸收无功的STATCOM(归纳操作)和当前将在相反的方向流动。最后如果Vs的模块和Vi是相等的,有将´t目前还是无功流动系统。因此,我们可以说,在静止状态Q值只取决于模块Vs和Vi电压之间的区别。无功功率成正比的数量之间的电压差与和Vi。 |
| 可以有一个小STATCOM和每股收益之间的有功功率交换。逆变器之间的交换和交流系统可以控制调整输出电压的角度从逆变器电压交流系统的角。这意味着逆变器不能交流系统提供有功功率直流储能形式如果逆变器的输出电压交流系统的电压。另一方面,逆变器能吸收的有功功率交流系统的电压被延迟对交流系统电压。 |
| STATCOM顺利,不断从V1到V2控制电压。然而,如果系统电压超过lowvoltage (V1)或高压限制(V2), STATCOM作为恒流源通过控制适当的电压转换器(Vi)。DVR系列连接设备。DVR的主要功能是保护敏感负荷电压凹陷/膨胀来自网络。DVR是位于敏感负荷的方法。如果一个错误发生在其他行,DVR插入系列电压VDVR和补偿负载电压故障前的值。三个阶段注入电压的瞬时振幅控制消除任何不利影响等一辆公共汽车故障负载电压六世。这意味着任何差动电压瞬态干扰造成的交流支线将由一个等价补偿电压转换器和注入介质产生的电压水平通过升压变压器。 |
| DVR是独立于类型的故障或系统中发生的任何事件,提供整个系统仍然连接到供应网格,即线路断路器不旅行。对于大多数实际情况下,一个更经济的设计可以通过只补偿的正面和负序分量DVR的电压扰动的输入。这个选项是合理的,因为一个典型分布总线配置零序扰动的一部分不会通过降压器因为无限的阻抗为这个组件。DVR的操作有两种模式:待机模式,推动模式。在待机模式(VDVR = 0),升压变压器的低压绕组通过转换器做空。没有半导体的开关操作发生在这种模式下,由于个人转换器腿触发等建立变压器的短路路径连接。因此,只有传导损失相对较低的半导体在当前循环导致的损失。DVR将大部分时间在这种模式下。在增强模式(VDVR > 0), DVR注入补偿电压的升压变压器由于检测电源电压扰动。 |
| 源电压下降或增加时,DVR注入一系列电压Vinj通过注入变压器,因此所需的负载电压级六世可以维持 |
DPFC控制 |
| 控制多个转换器,DPFC包含三种类型的控制器;中央控制器,分路控制,和系列控制,如图11所示 |
| 并联和串联控制本地控制器,负责维护自己的转换器的参数。中央控制考虑DPFC函数在电力系统层面。每个控制器的功能是下一个。\上市 |
| 答:中央控制 |
| 中央控制生成的参考信号分流和DPFC系列转换器。它集中于DPFC任务在电力系统层面,如功率流控制,低频功率振荡阻尼,平衡不对称的组件。根据系统要求,中央控制系列提供了相应的参考电压信号转换器和并联变流器的无功电流信号。所有生成的参考信号集中控制的基本频率。 |
| b并联控制 |
| 电池储能的并联连接STATCOM与异步发电机的接口和非线性负载的PCC网格系统。STATCOM补偿器的输出是不同的控制策略,以保持网格系统的电能质量标准。当前的控制策略包括在控制方案,定义了STATCOM补偿器在电力系统的功能操作。单一使用绝缘栅双极型晶体管STATCOM无功支持,提出了感应发电机和网格中的非线性负载系统。 |
| c系列控制 |
| 每个系列变频器都有自己的控制。控制器用来维持自己的电容器直流电压转换器使用三次谐波频率成分和生成系列电压的基本频率,由中央控制规定。三次谐波频率控制的主要控制回路DPFC系列变频器控制。矢量控制的原理在这里用于直流电压控制。三次谐波电流通过线被选中作为单相公园的旋转参考系变换,因为它是容易被锁相环(PLL)系列转换器。线电流包含两个频率成分,第三个高通滤波器是需要减少基本电流。三次谐波电压的d功能参数,用于控制直流电压,及其产生的参考信号是直流电压控制回路。尽量减少无功功率是由三次谐波,该系列转换器作为抵抗thirdharmonic频率控制。三次谐波电压的q-component期间保持零操作。系列转换器是单相,会有每个变换器直流侧的电压纹波。 The frequency of the ripple depends on the frequency of the current that flows through the converter. As the current contains the fundamental and third harmonic frequency component, the dc-capacitor voltage will contain 100-, 200-, and 300-Hz frequency component there are two possible ways to reduce this ripple. One is to increase the turn ratio of the single-phase transformer of the series converter to reduce the magnitude of the current that flows into the converter. The other way is to use the dc capacitor with a larger capacitance. |
| 模拟设置是建立验证DPFC的原理和控制。一个并联变换器和六个单相系列转换器构建和测试在一个扩展网络,如Fig13所示。两个孤立的公交车相位差由线连接。在实验装置中,并联变换器是一种单相逆变器连接Y-Δ变压器的中性点与地面。逆变器是由一个恒定的直流电压源。 |
| 图13;显示电压和电流在汇流排1。在时间从0.1到0.2我们已经从0.2到0.3电压电压凹陷和膨胀,从0.3到0.4故障电流。 |
| 图14:显示电压和电流在汇流排2。在时间从0.1到0.2我们已经从0.2到0.3电压电压凹陷和膨胀,从0.3到0.4故障电流。 |
| 图15:显示了总谐波含量分别为busbar1电压和电流。 |
| 图16:显示了总谐波含量分别为busbar1电压和电流。 |
| 缓解高电压、凹陷、故障电流图17所示我们注入电流在总线bar1 STATCOM原则如图19所示。 |
| 图18和图20显示了输出电压和电流在负载1和2。 |
结论 |
| 本文提出了一个新的概念叫做MC-DPFC。MC-DPFC走出UPFC和继承了UPFC的控制能力,同时调整线路阻抗,传动角,busvoltage大小。普通直流并联和系列转换器之间的联系,用于交换在UPFC有功功率,就被消除了。这种力量现在通过三次谐波频率的传输线传播。的系列转换器DPFC雇佣D-FACTS概念,它使用多个小型单相转换器,而不是一个大型转换器。DPFC的可靠性大大增加,因为冗余的系列转换器。DPFC的总成本比UPFC也低得多,因为不需要高压隔离seriesconverter部分和评级较低的组件。DPFC概念已被实验验证设置。证明了分流器和转换器系列DPFC可以交换有功功率的三次谐波的频率,和系列转换器能够注入可控活性和无功功率的基本频率。 |
数据乍一看 |
 |
 |
 |
 |
 |
| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
 |
 |
 |
 |
| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
 |
 |
 |
 |
| 图10 |
图11 |
图12 |
图13 |
 |
 |
 |
 |
| 图14 |
图15 |
图16 |
图17 |
 |
 |
 |
 |
| 图18 |
图19 |
图20 |
图21 |
|
|
引用 |
- 中州。歌,约翰,灵活交流输电系统(事实)(IEEE电力和能源系列),卷。30。伦敦,英国:电气工程师学会,1999年。
- n . g . Hingorani和l . Gyugyi理解事实:灵活交流输电系统的概念和技术。纽约:IEEE出版社,2000年。
- G.Satyanarayana。,K.N.V Prasad, G。Ranjith Kumar k Lakshmi Ganesh”,改善电能质量,使用基于混合模糊控制IPQC在不同负载条件下,“节能技术可持续性(ICEETS), 2013年国际会议上,卷,不。2013年4月,1250岁的pp.1243 10 - 12。
- a。Edris,¢提出的术语和定义了灵活交流输电系统(事实),一个¢IEEE反式。德尔。,12卷,不。4,页1848¢1853,1997年10月。
- K.N.V. Prasad, G。Ranjith Kumar屈服应力阿尼尔•库马尔(Anil Kumar) g . Satyanarayana”实现级联h桥5级多级逆变器作为动态电压调节器,“计算机通信和信息(ICCCI), 2013年国际会议上,卷,不。2013年1月pp.1 6 4 - 6。
- m·d·迪帕克·e·b·威廉·s·s . Robert k .比尔,w·g·兰德尔,t·b·戴尔·r·迈克尔·s . g .伊恩,一个¢一系列分布式静态补偿器系统实现有功功率流控制在现有电线,一个¢IEEE反式。德尔。,22卷,不。1,第642¢649,Jan.2007。
- K.N.V Prasad, G。Ranjith Kumar t . VamseeKiran G.Satyanarayana。,"Comparison of different topologies of cascaded H-Bridge multilevel inverter," Computer Communication and Informatics (ICCCI), 2013 International Conference on , vol., no., pp.1,6, 4-6 Jan. 2013
- y Zhihui、S.W. h . de Haan和b·费雷拉¢利用分布式功率流控制器(dpfc)功率振荡阻尼,A¢Proc, IEEE电力能源Soc。将军见面。(PES),2009年,页1 A¢5。
- g . SatyaNarayana Ch。纳兰德拉·库马尔,Ch。Rambabu一个¢比较分析PI控制器和模糊逻辑控制器的混合有源电力滤波器使用双重瞬时功率的theora¢国际杂志的工程研发,第4卷,第六期,p.p。29-39, 2012年10月。
- y索泽和d·A·托里¢建模和控制的实用程序交互的逆变器,一个¢IEEE反式。电力电子。,24卷,不。11日,页。2475 A¢2483,2009年11月。
- K.N.V Prasad, G。Ranjith Kumar t . VamseeKiran G.Satyanarayana。,"Comparison of different topologies of cascaded H-Bridge multilevel inverter," Computer Communication and Informatics (ICCCI), 2013 International Conference on , vol., no., pp.1,6, 4-6 Jan. 2013.
|
菜单
